(57)【要約】【課題】とりわけ、ばねの圧縮に際して蓄えられた潜在的なエネルギを同期化動作の加速もしくは改善のために効果的に利用することもできるような切換えアクチュエータシステムを提供する。【解決手段】切換えスライダ３８および切換えばねエレメント５２が、切換えフォーク３４に支承されているようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切換え伝動装置であって、少なくとも１つの伝動装置入力軸および少なくとも１つの伝動装置出力軸が設けられており、これらの伝動装置入力軸および伝動装置出力軸に、歯車が配置されており、これらの歯車が、種々異なるギヤ段を形成するために、互いに対を成して噛み合いながら係合しており、伝動装置入力軸および／または伝動装置出力軸に、同期化ユニットが設けられており、該同期化ユニットを介して、伝動装置入力軸および／または伝動装置出力軸と歯車対の切換え歯車もしくはルーズ歯車との相対回動不能な結合部が形成可能であり、少なくとも１つの切換えロッドが設けられており、該切換えロッドに、切換えフォークが支承されており、該切換えフォークが、同期化ユニットの結合機構（切換えスリーブ）に係合しており、切換えフォークの操作のために、ばね負荷された切換えスライダが設けられている形式のものにおいて、切換えスライダ（３８）および切換えばねエレメント（５２）が、切換えフォーク（３４）に支承されていることを特徴とする切換え伝動装置。
【請求項２】
切換えフォーク（３４）が、管状の突起部（３６）を有しており、該突起部（３６）に、切換えスライダ（３８）および切換えばねエレメント（５２）が支承されている、請求項１記載の切換え伝動装置。
【請求項３】
切換えばねエレメント（５２）を管状の突起部（３６）において支承するために、切換えばねエレメント（５２）の端面側の両端部に、それぞれ１つのばね座着リング（５４，５６）が設けられている、請求項２記載の切換え伝動装置。
【請求項４】
切換えスライダ（３８）が、基体（４０）と閉鎖エレメント（４４）とから成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の切換え伝動装置。
【請求項５】
切換えばねエレメント（５２）が、切換えフォーク（３４）のストッパ面と、少なくとも部分的に切換えスライダ（３８）の閉鎖エレメント（４４）との間に支えられている、請求項３記載の切換え伝動装置。
【請求項６】
切換えスライダ（３８）の基体（４０）が、凹設部（７０）を有しており、該凹設部（７０）に、切換えスライダ（３８）のシフトのために、液圧ピストン（７２）が係合している、請求項３記載の切換え伝動装置。
【請求項７】
切換えフォーク（３４）が、切換えロッド（３２）において長手方向シフト可能に配置されており、管状の突起部（３６）の両端部に、それぞれ１つの支承ブシュ（５８，６０）が収容されている、請求項２記載の切換え伝動装置。
【請求項８】
全ての同期化ユニット（１８，２０，２２，２４）が、伝動装置出力軸（２）に設けられており、全ての切換えフォーク（３４）が、切換えロッド（３２）に支承されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の切換え伝動装置。
【請求項９】
切換えばねエレメント（５２）の剛さと切換え力とが、切換えばねエレメント（５２）のばね行程（ｓ）が最大で５ｍｍであるように設計されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の切換え伝動装置。
【請求項１０】
予負荷された切換えばねエレメント（５２）に基づいて、同期化動作に応じて切換えフォーク（３４）が加速されるようになっている、請求項１から９までのいずれか１項記載の切換え伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切換え伝動装置、特に自動車のための自動化された切換え伝動装置であって、少なくとも１つの伝動装置入力軸および少なくとも１つの伝動装置出力軸が設けられており、これらの伝動装置入力軸および伝動装置出力軸に、歯車が配置されており、これらの歯車が、種々異なるギヤ段を形成するために、互いに対を成して噛み合いながら係合しており、伝動装置入力軸および／または伝動装置出力軸に、同期化ユニットが設けられており、該同期化ユニットを介して、伝動装置入力軸および／または伝動装置出力軸と歯車対の切換え歯車もしくはルーズ歯車（Losraeder）との相対回動不能な結合部が形成可能であり、少なくとも１つの切換えロッドが設けられており、該切換えロッドに、切換えフォークが支承されており、該切換えフォークが、同期化ユニットの結合機構（切換えスリーブ）に係合しており、切換えフォークの操作のために、ばね負荷された切換えスライダが設けられている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００５１３５２号明細書によって、切換えスリーブに係合している切換えフォークが、スライダを介して長手方向シフト可能である、自動車の伝動装置のための切換え装置が公知である。この場合、切換えフォークは切換え軸に固定されており、この切換え軸はケーシング内で長手方向シフト可能に支承されている。切換えスリーブとギヤ段歯車（Gangrad）との間の同期化動作を助成するために、切換えフォークの両運動方向のためのスライダが、ただ１つのばねを介して切換えロッドに対して支えられている。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００５１３５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、上位概念を成す前記のような切換えアクチュエータシステム（Schaltktuatorik）をその設計上の構成に関して改良し、とりわけ、ばねの圧縮に際して蓄えられた潜在的なエネルギを同期化動作の加速もしくは改善のために効果的に利用することもできるような切換えアクチュエータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために本発明の構成では、切換えスライダおよび切換えばねエレメントが、切換えフォークに支承されているようにした。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、切換えスライダと両操作方向のために設けられた切換えばねエレメントとが切換えフォークに支承されていることによって、特に自動化された切換え伝動装置のために必要とされ、かつさらに比較的に大きい摩擦損失なしに切換えスライダが長手方向で両方向にシフト可能である、スペース節約的な構造が達成される。
【０００６】
従属請求項に記載した手段によって、当該切換え伝動装置の有利な構成および実施態様が可能となる。切換えスライダを切換えフォークにおいて支承するために、切換えフォークは、管状の突起部を有しており、この突起部に、切換えスライダおよび切換えばねエレメントが支承されている。
【０００７】
切換えばねエレメントを位置確実に受容するために、切換えばねエレメントの端面側の両端部に、それぞれ１つのばね座着リングが設けられている。切換えスライダは、２つの部分から形成されていて、基体と閉鎖エレメントとから成っている。この閉鎖エレメントは例えばねじ固定によって基体に固定されている。この構造によって、切換えアクチュエータシステムの、組み付けやすい組立てが保証される。
【０００８】
切換えばねエレメントは、有利な形式では、切換えフォークのストッパ面と、切換えスライダの閉鎖エレメントとの間に支えられている。
【０００９】
切換えスライダは液圧式に制御される。このために、切換えスライダは凹設部を有しており、この凹設部に液圧ピストンが係合している。
【００１０】
切換えロッドにおいて長手方向シフト可能に配置された切換えフォークは、管状の突起部の両端部に、それぞれ１つの支承ブシュを有している。これにより、切換えフォークと切換えロッドとの間にも、摩擦力が弱い相対運動が可能となる。特に自動化された切換え伝動装置のために考えられた、切換えアクチュエータシステムの構造は、全ての同期化ユニットが伝動装置出力軸に設けられていて、ひいては全ての切換えフォークが切換えロッドに支承され得ることを特徴としている。これにより、コンパクトに構成されている自動化された切換え伝動装置の要求が、顧慮される。
【００１１】
使用される切換えばねエレメントによって同期化の効果的な助成を達成するために、切換えばねエレメントの剛さと、液圧式のピストンによって調達される切換え力とは、切換えばねエレメントのばね行程が最大で５ｍｍであるように設計されている。
【００１２】
予負荷されたばねによって蓄えられ、同期化動作に応じて解放される潜在的なエネルギによって、切換えフォークは加速される。したがって、ギヤチェンジのための時間が総じて短縮され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１４】
図１には、伝動装置出力軸２を示してある。この伝動装置出力軸２には、種々異なる７つの歯車４，６，８，１０，１２，１４，１６が回転可能に支承されている。これらの切換え歯車４，６，８，１０，１２，１４，１６は、バック段を備えた６段伝動装置を変速するための、伝動装置入力軸（図示せず）において相対回動不能に配置された歯車に、対を成して噛み合いながら係合している。伝動装置出力軸と歯車との間の相対回動不能な結合部を形成するために、歯車４，６間、歯車８，１０間、歯車１２，１４間には、それぞれ１つの同期化ユニット１８，２０，２２が配置されている。これに相似して、バック段として形成された歯車１６には、同期化ユニット２４が配属されている。同じ構成で形成された同期化ユニット１８，２０，２２は、それぞれ歯列を介して伝動装置出力軸２に相対回動不能に結合された１つの同期体２６を有している。この同期体２６の外歯列には、切換えクローが係合している。この切換えクローは、同期体２６を取り囲んでいる切換えスリーブ２８の内側に形成されている。歯車４，６，８，１２，１４と同期体２６との間には、ボルグワーナ型の同期リング３０が配置されている。これらの同期リング３０は、切換えスリーブ２８とこの切換えスリーブ２８に配属された歯車とが異なる回転数で回転させられる限りは摩擦モーメントに基づいて、その係止歯（Sperrzahn）が切換えスリーブ２８の切換えクローの前に位置しひいては切換えスリーブのシフトを防止するまで回動させられる。バック段のための歯車１６にも、同期体２６と切換えスリーブ２８と同期リング３０とを備えた、対応する同期化ユニット２４が配属されている。伝動装置出力軸２に対して平行に延びている状態で、切換えロッド３２が伝動装置ケーシング（図示せず）内に支承されている。前記切換えロッド３２には、４つの切換えフォーク３４が長手方向シフト可能に支承されている。この場合、切換えフォーク３４はそのフォーク状の区分で、歯車４，６，８，１２，１４に配属された切換えスリーブ２８に係合している。切換えフォーク３４は、管状の突起部３６を有している。この突起部３６には、切換えスライダ３８が長手方向シフト可能に支承されている。この切換えスライダ３８は基体４０を有しており、この基体４０は、部分的に開放して形成されたスリーブ区分４２を備えている。このスリーブ区分４２は、切換えフォーク３４の管状の突起部３６に被せ嵌められていて、端面側の端部が閉鎖・カバーエレメント４４によって閉じられている。基体４０に対するカバーエレメント４４の位置正しい位置決めは、２つの位置決めピン４６を介して行われる。この場合、カバーエレメント４４は基体４０にねじ固定されている。基体４０は開口４８を有しており、カバーエレメント４４は開口５０を有している。これらの開口４８，５０は、切換えフォーク３４の管状の突起部３６に切換えスライダ３８を支承するための支承アイとして形成されている。管状の突起部３６には、さらに、コイルばね（Spiralfeder）として形成された切換えばねエレメント５２が受容されている。この切換えばねエレメント５２は、端面側の両端部で、それぞれ１つのばね座着リング５４，５６によって管状の突起部３６に���いてセンタリングされていて、少なくとも部分的に開放して形成されたスリーブ区分４２によって外側に向かって制限されている。管状の突起部３６には、２つのリング溝３６ａ，３６ｂが形成されている。両リング溝３６ａ，３６ｂは、両ばね座着リング５４，５６を収容するために設けられている。両ばね座着リング５４，５６の内径が、両リング溝３６ａ，３６ｂの外径にほぼ一致するので、両ばね座着リング５４，５６は、スリットを付けて構成されている。これにより、両ばね座着リング５４，５６は、管状の突起部３６に被せ嵌められ得る。したがって、コイルばね５２が一方の側でばね座着リング５４を介して大部分カバーエレメント４４に支えられているのに対して、コイルばね５２の他方の端面は、ばね座着リング５６を介して切換えフォーク３４に支えられている。
【００１５】
切換えフォーク３４を切換えロッド３２において支承するために、管状の突起部３６の両端部には、それぞれすべり支承として形成された１つの支承ブシュ５８，６０が収容されている。切換えフォーク３４をそのニュートラル位置において位置正しく位置決めするために、切換えフォーク３４内には、支承軸線６２に対して垂直に延びている盲穴６４が設けられている。この盲穴６４内には、コイルばね６６と玉６８とが収容されている。ニュートラル位置では、玉はその円直径の一部で、切換えロッド３２に加工成形されたリング溝に係合している。
【００１６】
特に図１および図３に示してあるように、切換えスライダ３８の基体４０は、方形状の凹設部７０を有している。この凹設部７０には、液圧式に調節可能なピストン７２が係合している。両側で作用する液圧ピストン７２は、２つのプッシュエレメント７２ａ，７２ｂを有している。両プッシュエレメント７２ａ，７２ｂはその端面で、凹設部７０の側面７０ａ，７０ｂに接触する。ピストン７２は、２つの圧力室７４，７６を備えたシリンダユニット７８内に収容されている。両圧力室７４，７６には、対応する液圧管路８０；８２を介して、選択的に液圧オイルが供給され得る。これにより、ピストン７２とひいては切換えスライダ３８との、左方もしくは右方への調節が、選択的に行われ得る。
【００１７】
以下に、図４〜図６による線図を用いて、同期化動作の経過を詳しく説明する。
【００１８】
液圧制御装置（図示せず）を介して、対応する液圧ピストン７２が、例えば第２ギヤ段（第２速）から第４ギヤ段（第４速）へのギヤチェンジのために（本実施例における伝動装置は、偶数および奇数のギヤ段が２つの伝動装置入力軸に分配して配置されている、いわゆるダブルクラッチ伝動装置である）、液圧オイルによって負荷される。これにより、切換えスライダ３８（図４〜図６では曲線ａとして示す）と切換えフォーク３４（図４〜図６では曲線ｂとして示す）と同期化ユニット１８の切換えスリーブ２８（図４〜図６では曲線ｃとして示す）とを介して、ニュートラル位置から（歯車４が第２ギヤ段を表し、かつ歯車６が第４ギヤ段を表す図１における図に関して）右方へ行程ｓ１にわたってシフトされる。行程ｓ１の通過後、公知のように生ぜしめられた摩擦モーメントによって同期リング３０が切換えスリーブのさらなるシフトを防止する同期化動作が始まる。曲線ｄによって示してあるように、コイルばね５２は同期化中に約３ｍｍだけ圧縮されるかもしくは付勢される。切換えスリーブ２８と歯車６との間の同期（Gleichlauf）が確立された後、行程ｓ２にわたる接続（Durchschalten）が始まる。この接続では、切換えスリーブ２８の切換えクローが歯車６の切換え歯列に係合し、ひいては歯車６と伝動装置出力軸との間の相対回動不能な結合を生ぜしめる。コイルばね５２内に蓄えられた潜在的なエネルギの解放によって、ギヤ段の接続中、切換えフォーク３４およびひいては切換えスリーブ２８が加速される。これにより、同期化動作の短縮が達成される。図４には、記載の切換えばねエレメント５２を伴う同期化動作を示してあるのに対して、図５には、ばね力なしの同期化動作を示してある。両線図を比較すれば、切換えスリーブ２８の約３倍高い調節速度によって、同期化動作とひいてはギヤチェンジとの短縮が総じて達成可能となることが明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】自動化された切換え伝動装置の一部を示す横断面図である。
【図２】切換えアクチュエータシステムの構造を示す分解図である。
【図３】組み立てられた状態の切換えアクチュエータシステムを示す図である。
【図４】同期化動作を示すための１つの線図である。
【図５】同期化動作を示すための別の線図である。
【図６】同期化動作を示すためのさらに別の線図である。
【符号の説明】
【００２０】
２  伝動装置出力軸、  ４，６，８，１０，１２，１４，１６  歯車、  １８，２０，２２，２４  同期化ユニット、  ２６  同期体、  ２８  切換えスリーブ、  ３０  同期リング、  ３２  切換えロッド、  ３４  切換えフォーク、  ３６  突起部、  ３６ａ、３６ｂ  リング溝、  ３８  切換えスライダ、  ４０  基体、  ４２  スリーブ区分、  ４４  カバーエレメント、  ４６  位置決めピン、  ４８，５０  開口、  ５２  切換えばねエレメント、  ５４，５６  ばね座着リング、  ５８，６０  支承ブシュ、  ６２  支承軸線、  ６４  盲穴、  ６６  コイルばね、  ６８  玉、  ７０  凹設部、  ７２ピストン、  ７２ａ，７２ｂ  プッシュエレメント、  ７４，７６  圧力室、  ７８  シリンダユニット、  ８０，８２  液圧管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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